王江洪

(廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東 珠海 519060)

0 引言

危急遮斷系統(tǒng)(ETS)是汽輪機主保護的重要組成部分，它是根據(jù)汽輪機安全運行的要求，接受就地一次儀表或汽輪機安全監(jiān)測保護系統(tǒng)(TSI)二次儀表的停機信號，控制停機電磁閥，使汽輪機組緊急停機，保護汽輪機的安全。所以，電磁閥準確、有效動作，是整個危急遮斷系統(tǒng)功能正常實現(xiàn)的關鍵。某廠#3機組曾發(fā)生過自動停機遮斷(AST)電磁閥拒動的事故，當時是由于發(fā)電機熱工保護誤動作，發(fā)出信號至汽輪機主保護，AST電磁閥失電，但電液調節(jié)(EH)系統(tǒng)油壓未失去。雖然避免了一次非計劃停機，但電磁閥拒動的原因值得思考。

1 設備狀態(tài)

某廠危急遮斷控制塊是由上海汽輪機有限公司生產的，它有2個超速保護控制(OPC)電磁閥、4個AST電磁閥和2個逆止閥組成，危急遮斷地磁閥的結構如圖1所示。2個 OPC電磁閥對超速保護信號起反應，由數(shù)字式電氣液壓控制系統(tǒng)(DEH)控制。萬一發(fā)生甩負荷(超過30%)，或者當機組超速到額定值的103%時，DEH給電磁閥約3 s的脈沖信號，將OPC油快速泄放到回油管，調節(jié)汽閥與再熱調節(jié)閥將迅速關閉。止回閥將在OPC泄壓時保持危急遮斷母管中的油壓，使主汽閥及再熱主汽閥保持開啟狀態(tài)。

圖1 危急遮斷地磁閥結構圖

從DEH來的OPC信號使調節(jié)汽閥及再熱調節(jié)閥關閉，在汽輪機內部的余汽膨脹后，汽輪機轉速將降低。當汽輪機轉速降低后，切斷電磁閥電源，電磁閥將關閉。4個AST電磁閥分為2個通道，通道1包括20－1/AST與20－3/AST，通道2包括20－2/AST與20－4/AST，每個通道由危急遮斷系統(tǒng)控制柜中各自的繼電器保持供電。危急遮斷系統(tǒng)的作用為:在傳感器指明汽輪機的任一變量處于遮斷水平時，打開所有的AST電磁閥，以遮斷機組。系統(tǒng)設計目標是在任一電磁閥故障拒動時，不影響系統(tǒng)功能，這也是設計成2個相同獨立通道的原因。每個通道有其本身的繼電器、電源和監(jiān)測所有汽輪機遮斷變量的能力，遮斷汽輪機需要2個通道同時動作。如果發(fā)生一起偶然性遮斷事故，在每個通道中至少有1個AST電磁閥動作，才能遮斷汽輪機。每個通道可分別在汽輪機運行時做試驗而不產生遮斷或在實際需要遮斷時拒動。在試驗時，通道的電源是隔離的，所以1次只能試驗1個通道。

2 EH油油質

2009年，#3機組EH油顆粒度(NAS)檢測不合格，其數(shù)據(jù)見表1;EH油水分檢測不合格，其數(shù)據(jù)見表2。2010年，#3機組EH油顆粒度(NAS)檢測合格，其數(shù)據(jù)見表3;EH油水分檢測合格，其數(shù)據(jù)見表4。

表1 EH油顆粒度(NAS)檢測不合格數(shù)據(jù)

表2 EH油水分檢測不合格數(shù)據(jù) ‰

表3 EH油顆粒度(NAS)檢測合格數(shù)據(jù)

表4 EH油水分檢測合格數(shù)據(jù) ‰

表1顯示該機組抗燃油在最近幾個月顆粒度超標，雖然個別月份顆粒度指標有所好轉，但整體上不合格，特別是在發(fā)生事故最近的月份，顆粒度更高。由表2可見，抗燃油水分個別月份也嚴重超標，雖然有些月份加強了濾油，數(shù)據(jù)合格，但抗燃油水分超標，加上顆粒度的增加(特別是大顆粒固體物的增加)，加快了油質惡化，造成油路堵塞。由表3與表4可知，事故發(fā)生后加強油質檢查和沖洗，對設備運行采取了一定措施，使得油質有明顯好轉。

3 拒動原因分析

事故發(fā)生時，經過現(xiàn)場檢查并結合設備結構的實際情況可以判斷，AST電磁閥第1級動作沒有實現(xiàn)，閥內油路滑塊出現(xiàn)卡澀，未泄去閥內建立起的油壓，導致第2級滑閥后沒有失去不平衡壓力，進而沒有動作。通過對油質和設備運行情況的分析可知，滑塊發(fā)生卡澀的原因有以下幾點:

(1)EH油中雜質較多，含有的固體顆粒較大，在電磁閥內由于速度減慢而沉積在油通道內，造成油路滑塊卡澀。從#3機組的油質化驗數(shù)據(jù)可以看出(見表1)，#3機組的EH油顆粒較大，在長期運行過程中，容易在管路的一些死角處沉積而造成卡澀。例如，沉積在危急遮斷裝置的一些常開電磁閥內，造成電磁閥卡澀。

(2)EH油水分高(見表2)，長時間運行，油質惡化，潤滑效果降低;同時，在油壓、水分均較高的情況下，會導致油路金屬內表面被腐蝕。在上述作用下，會出現(xiàn)電磁閥卡澀現(xiàn)象。

(3)抗燃油固體顆粒的增加，導致高壓油對金屬壁沖刷加強，造成金屬表面機械劃傷，使得金屬之間的摩擦增大，造成滑塊卡澀。在后來停機檢修中發(fā)現(xiàn)，危急遮斷模塊的油路表面有劃痕。隨后對#4機組做電磁閥活動性試驗，結果4個電磁閥均正常。通過#3，#4機組的油質化驗數(shù)據(jù)對比，證明油質好壞會影響電磁閥工作的正常與否。

(4)電磁閥內的彈簧在長期工作狀態(tài)下，可能會出現(xiàn)彈性系數(shù)下降使彈力不夠的現(xiàn)象，造成電磁閥失電后滑塊受力不夠而靜止不動。由于機組剛經過停機檢修，AST電磁閥由于這方面原因拒動的概率不大，但從長期來看，也應該定期檢查電磁閥本體構件。

4 解決辦法及防范措施

事故發(fā)生后，經過詳細分析，確認是電磁閥卡澀所致，擬定了處理方案并進行處理，保護恢復正常投入。根據(jù)ETS的特點，對電磁閥逐一進行了失電活動性試驗。當通道1中的1個電磁閥失電后，試驗油壓表計無變化，說明此電磁閥卡澀。利用工具輕微振動電磁閥端部，當壓力表略有變化時，該電磁閥滑閥已經打開，危急遮斷母管高壓油已經導通，電磁閥處于開啟狀態(tài)，然后對電磁閥通電，油壓表計立即恢復到原來數(shù)值。接著使通道2中的1個電磁閥失電，如果試驗油壓表計指示為零，則此閥無卡澀，反之，利用相同方法處理。通過上述試驗，解決了電磁閥卡澀問題。為了避免類似事故發(fā)生，給出了以下防范措施:

(1)加強對EH油系統(tǒng)重要參數(shù)的監(jiān)視，特別是濾網(wǎng)壓差和流量的變化。在濾網(wǎng)壓差高時，確認后及時更換濾網(wǎng);流量發(fā)生變化后，也要引起重視，要及時查找原因并進行處理。

(2)更換EH油濾網(wǎng)時，要確認新濾網(wǎng)是否干凈;同時，檢修和運行人員要確保工作中不將外來雜質帶入EH油系統(tǒng)。

(3)加強對EH油的濾油工作，降低EH油水分至合格;同時，在油箱加油時要確保油質合格，做好混油試驗。

(4)在正常運行時，要正確投入離子交換器，定期做好切換和更換工作，定期對油箱油質進行化驗。

(5)機組停機后重新啟動時，要及時對EH油系統(tǒng)管路做好循環(huán)清洗，特別是一些容易成為油循環(huán)死角的地方。通過清洗，可將管路中沉積的雜質沖洗干凈，確保啟動時管路中無沉積物。

(6)定期做危急遮斷裝置的電磁閥活動性試驗。在做活動性試驗時，一是檢驗電磁閥工作是否正常，二是清除沉積在閥內的顆粒，防止進一步加速沉積。

5 結束語

ETS作為汽機主保護的核心組成部分，它的正常工作直接關系著機組的安全運行，而電磁閥正確動作是實現(xiàn)其功能的關鍵。通過分析和總結，得出了處理該事故的方法，提出了防范措施，為處理類似事故提供借鑒。

［1］馬慧芳，賈文菊，張利燕，等.運行抗燃油電阻率超標原因分析及預防措施［J］.熱力發(fā)電，2010，39(9):92－94.

［2］謝慧，吳文龍，何紅超，等.汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)伺服閥異常動作原因分析［J］.熱力發(fā)電，2010，39(9):68－77.